Stewart平台六自由度运动模拟器开发实战
📚 共计 30 章节
第1章
Stewart平台概述
什么是Stewart平台 · 六自由度概念 · 应用领域（飞行模拟器、并联机床、运动平台）
入门
概念
第2章
运动学基础
刚体运动描述 · 旋转矩阵 · 欧拉角 · 齐次变换矩阵
数学
矩阵
第3章
逆运动学建模
位置反解 · 向量回路法 · 求解各支腿长度
核心
解析
第4章
正运动学建模
位置正解 · 数值迭代法（牛顿-拉夫森）· 解析法简介
迭代
数值
第5章
雅可比矩阵
速度雅可比 · 力雅可比 · 奇异性分析
矩阵
奇异
第6章
工作空间分析
可达工作空间 · 灵活工作空间 · 影响因素
几何
边界
第7章
动力学建模
牛顿-欧拉法 · 拉格朗日法 · 动力学方程推导
力学
方程
第8章
控制系统基础
PID控制 · 前馈控制 · 计算力矩控制
控制
算法
第9章
轨迹规划
空间直线插补 · 空间圆弧插补 · S形速度规划
插补
运动
第10章
Python环境搭建
Anaconda安装 · NumPy/SciPy/Matplotlib安装 · 虚拟环境配置
环境
Python
第11章
NumPy基础
数组创建 · 矩阵运算 · 线性代数求解
数值
矩阵
第12章
Matplotlib可视化
3D绘图基础 · 动态更新 · 坐标轴设置
可视化
3D
第13章
运动学求解器开发
逆运动学函数实现 · 正运动学迭代求解
求解器
实现
第14章
雅可比矩阵计算
符号推导与数值计算 · 奇异性检测
符号
数值
第15章
工作空间可视化
蒙特卡洛法采样 · 3D点云绘制 · 边界提取
可视化
蒙特卡洛
第16章
动力学仿真
使用ODE求解器 · 关节空间动力学仿真
仿真
ODE
第17章
PID控制器实现
离散PID公式 · 抗积分饱和 · 代码实现
控制
代码
第18章
轨迹生成器
位置/速度/加速度规划 · 插值函数实现
规划
插值
第19章
实时仿真循环
固定步长仿真 · 实时时钟 · 数据记录
实时
循环
第20章
GUI界面开发
PyQt5/Tkinter基础 · 控件布局 · 信号与槽
界面
交互
第21章
3D可视化引擎
PyOpenGL/Vispy基础 · 渲染管线 · 模型加载
3D
渲染
第22章
Stewart平台3D模型
绘制上下平台 · 支腿 · 球铰
建模
几何
第23章
仿真数据管理
HDF5文件存储 · CSV导出 · 数据回放
数据
存储
第24章
性能优化
NumPy向量化 · Numba加速 · 多线程并行
优化
加速
第25章
硬件接口
串口通信 · UDP通信 · 实时控制协议
硬件
通信
第26章
半实物仿真
硬件在环(HIL)概念 · 接口对接 · 同步策略
HIL
同步
第27章
故障诊断
传感器故障模拟 · 执行器饱和 · 安全保护逻辑
安全
诊断
第28章
综合案例1：六自由度振动台仿真
振动台建模 · 控制 · 结果分析
案例
振动
第29章
综合案例2：飞行模拟器运动平台控制
飞行模拟器 · 运动平台 · 控制策略
案例
飞行
第30章
项目总结与展望
常见问题汇总 · 优化方向 · 扩展应用
总结
展望